聊聊高并发（十八）理解AtomicXXX.lazySet方法

Posted 2020-10-23 llguanli

看过java.util.concurrent.atomic包里面各个AtomicXXX类实现的同学应该见过lazySet方法。比方AtomicBoolean类的lazySet方法

public final void lazySet(boolean newValue) {
        int v = newValue ? 1 : 0;
        unsafe.putOrderedInt(this, valueOffset, v);
    }

它的底层实现调用了Unsafe的putOrderedInt方法。来看看putOrderedXXX方法的JavaDoc

它的意思是putOrderedXXX方法是putXXXVolatile方法的延迟实现，不保证值的改变被其它线程马上看到

<span><span><span style="font-family:Calibri;font-size:12px;"> /***
?? * Sets the value of the integer field at the specified offset in the
?? * supplied object to the given value.? This is an ordered or lazy
?? * version of <code>putIntVolatile(Object,long,int)</code>, which
?? * doesn‘t guarantee the immediate visibility of the change to other
?? * threads.? It is only really useful where the integer field is
?? * <code>volatile</code>, and is thus expected to change unexpectedly.
?? * 设置obj对象中offset偏移地址相应的整型field的值为指定值。这是一个有序或者
?? * 有延迟的<code>putIntVolatile</cdoe>方法。而且不保证值的改变被其它线程立
?? * 即看到。仅仅有在field被<code>volatile</code>修饰而且期望被意外改动的时候
?? * 使用才实用。

?? * 
?? * @param obj the object containing the field to modify.
?? * ???包括须要改动field的对象
?? * @param offset the offset of the integer field within <code>obj</code>.
?? * ????? <code>obj</code>中整型field的偏移量
?? * @param value the new value of the field.
?? * ???? field将被设置的新值
?? * @see #putIntVolatile(Object,long,int)
?? */</span></span></span>
<span><span><span style="font-family:Calibri;font-size:12px;"> public native void putOrderedInt(Object obj, long offset, int value);</span></span></span>

理解volatile底层实现的同学知道，volatile的实现终于是加了内存屏障，

1. 保证写volatile变量会强制把CPU写缓存区的数据刷新到内存

2. 读volatile变量时，使缓存失效。强制从内存中读取最新的值

3. 由于内存屏障的存在，volatile变量还能阻止重排序

所以volatile变量的改动能够立马让全部的线程可见，保证了可见性。

而不加volatile变量的字段。JMM不保证普通变量的改动立马被全部的线程可见。所以lazySet说白了就是以普通变量的方式来写变量。

// 对flagA的改动对全部线程立马可见
volatile boolean flagA;
// 对flagB的改动不能立马被其它线程可见
boolean flagB;

那么为什么须要lazySet方法呢？事实上它是一种低级别的优化手段，对上层调用者来说。事实上非常少用到。以下说说用lazySet的一个场景。

在这篇 聊聊高并发（十六）实现一个简单的可重入锁 中我们实现了一个可重入锁。里面共享变量用了volatile变量，来保证对共享变量的改动对其它线程可见。

可是事实上，这里全然能够不用volatile变量来修饰这些共享状态。

1. 由于訪问共享状态之前先要获得锁, Lock.lock()方法能够获得锁，而获得锁的操作和volatile变量的读操作一样，会强制使CPU缓存失效，强制从内存读取变量。

2. Lock.unlock()方法释放锁时。和写volatile变量一样，会强制刷新CPU写缓冲区。把缓存数据写到主内存

底层也是通过加内存屏障实现的。

package com.zc.lock;  
  
import java.util.concurrent.locks.Condition;  
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;  
  
  
/** 
 * 简单的可重入锁实现，使用一个计数器记录当前线程重入锁的次数，获得锁时计数器加1，释放锁时计数器减1。当计数器等于0时表示释放了锁 
 * **/  
public class SimpleReentrantLock implements Lock{  
      
    // 指向已经获得锁的线程  
    private volatile Thread exclusiveOwnerThread;  
      
    // 记录获取了同一个锁的次数  
    private volatile int holdCount;  
      
    private final java.util.concurrent.locks.Lock lock;  
      
    // 是否是自己获得锁的条件  
    private final Condition isCountZero;  
      
    public SimpleReentrantLock(){  
        lock = new ReentrantLock();  
        isCountZero = lock.newCondition();  
        holdCount = 0;  
    }  
      
    @Override  
    public void lock() {  
        lock.lock();  
        try{  
            // 当前线程的引用  
            Thread currentThread = Thread.currentThread();  
            // 假设获得锁的线程是自己。那么计数器加1，直接返回  
            if(exclusiveOwnerThread == currentThread){  
                holdCount ++;  
                return;  
            }  
              
            while(holdCount != 0){  
                try {  
                    isCountZero.await();  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    throw new RuntimeException("Interrupted");  
                }  
            }  
            // 将exclusiveOwnerThread设置为自己  
            exclusiveOwnerThread = currentThread;  
            holdCount ++;  
        }finally{  
            lock.unlock();  
        }  
    }  

而lazySet()的使用方法和上面的优化是一个道理，就是在不须要让共享变量的改动立马让其它线程可见的时候，以设置普通变量的方式来改动共享状态，能够降低不必要的内存屏障，从而提高程序运行的效率。

以下的样例来自StackOverflow上的一个提问，说的也是相似的意思，就是优化不必要的volatile操作。

被墙的同学看不到。能够看截图。